JP2002107293A - Content measuring device and garbage disposal device using it - Google Patents

Content measuring device and garbage disposal device using it

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JP2002107293A
JP2002107293A JP2000299375A JP2000299375A JP2002107293A JP 2002107293 A JP2002107293 A JP 2002107293A JP 2000299375 A JP2000299375 A JP 2000299375A JP 2000299375 A JP2000299375 A JP 2000299375A JP 2002107293 A JP2002107293 A JP 2002107293A
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JP
Japan
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light
wavelength
receiving element
water content
content
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Application number
JP2000299375A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaki Harada
雅樹 原田
Akira Sakaguchi
明 阪口
Osamu Nakano
修 中野
Kenji Watabe
健二 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the measurement precision in a device for measuring the content of a specified substance contained in a measuring object. SOLUTION: This content measuring device comprises a tungsten lamp 61 and a pyroelectric element 63, wherein the applied voltage of the tungsten lamp 61 is changed by a control circuit 51, and the content of the specified substance is calculated on the basis of the output signal of the pyroelectric element 63 obtained by that means. The control circuit 51 expresses the light detection quantity of the pyroelectric element 63 in the emission of the tungsten lamp 61 by each applied voltage by the total sum of the product of the luminous intensity of the tungsten lamp 61 in each wavelength section when the wavelength band is divided into a plurality of wavelength sections, the light reflectance of the measuring object, and the sensitivity of the pyroelectric element 63, calculates the reflectance of the measuring object in each wavelength section by solving the simultaneous equations thus obtained, and calculates the content of the specified substance contained in the measuring object on the basis of the distribution of light reflectance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物に含ま
れる特定物質の含有率を光学的に測定する装置、及び該
装置を用いた生ごみ処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for optically measuring the content of a specific substance contained in an object to be measured, and a garbage disposal apparatus using the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、生ごみ処理材となる多孔質の木質
細片(ホールチップ)が充填されている処理槽内に、生ご
みを投入して、生ごみとホールチップとを攪拌して混合
することにより、該混合物に生息する微生物によって、
生ごみを水と炭酸ガス等に分解する生ごみ処理装置が知
られている。この様な生ごみ処理装置においては、生ご
み・チップ混合物の含水率を微生物の生息に適した範囲
に調整することによって、処理効率を向上させることが
出来る。そこで、生ごみ処理装置においては、処理槽内
に空気を送り込む送風機構と、処理槽内の生ごみ・チッ
プ混合物を加熱して乾燥させるヒータを装備し、更に必
要に応じて、処理槽内の生ごみ・チップ混合物に水を供
給する給水装置を装備して、含水率を調整することが行
なわれている。
2. Description of the Related Art Conventionally, garbage is put into a processing tank filled with porous wood chips (hole chips) that become garbage disposal materials, and the garbage and the hole chips are stirred. By mixing, by the microorganisms that live in the mixture,
BACKGROUND ART A garbage disposal device that decomposes garbage into water, carbon dioxide, and the like is known. In such a garbage processing apparatus, the processing efficiency can be improved by adjusting the water content of the garbage / chip mixture to a range suitable for the inhabitation of microorganisms. Therefore, the garbage processing apparatus is equipped with a blowing mechanism for feeding air into the processing tank, a heater for heating and drying the garbage / chip mixture in the processing tank, and further, if necessary, 2. Description of the Related Art A water supply device for supplying water to a garbage / chip mixture is provided to adjust a water content.

【0003】含水率を自動的に最適調整するためには、
処理槽内の生ごみ・チップ混合物の含水率を測定する必
要がある。従来、含水率の測定方法としては、一対の電
極を生ごみ・チップ混合物に接触させて、両電極間の電
気抵抗を測定することにより、含水率を検出する方法
(特開平7-33572号)や、発熱抵抗体を生ごみ・チップ混
合物に接触させて、生ごみ・チップ混合物の温度上昇を
測定することにより、含水率を検出する方法(特開平8-5
7458号)が提案されている。
In order to automatically adjust the water content optimally,
It is necessary to measure the water content of the garbage / chip mixture in the treatment tank. Conventionally, as a method for measuring the water content, a method of detecting the water content by bringing a pair of electrodes into contact with a garbage / chip mixture and measuring the electric resistance between the two electrodes.
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-33572) or a method of detecting the water content by contacting a heating resistor with a garbage / chip mixture and measuring the temperature rise of the garbage / chip mixture (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 7458) has been proposed.

【0004】しかしながら、一対の電極を用いた含水率
測定方法においては、一対の電極間に電解質の溶液や物
質が介在した場合、これによって電極間の電気抵抗が大
きく変化するため、含水率の測定値に大きな誤差を生じ
る問題がある。又、発熱抵抗体を用いた含水率測定方法
においては、発熱抵抗体と生ごみ・チップ混合物の密着
性が悪いとき、含水率の測定精度が低下する問題があ
る。
However, in the water content measuring method using a pair of electrodes, when an electrolyte solution or a substance is interposed between the pair of electrodes, the electric resistance between the electrodes greatly changes. There is a problem that a large error occurs in the value. Further, in the method of measuring the water content using the heating resistor, there is a problem that when the adhesion between the heating resistor and the garbage / chip mixture is poor, the accuracy of measuring the water content is reduced.

【0005】そこで、出願人は、生ごみ・チップ混合物
の含水率を光学的に測定することによって測定精度の向
上を図った含水率測定装置を開発し、該装置を具えた生
ごみ処理装置を特許出願中である(特願2000-087235号
等)。上記含水率測定装置は、生ごみ・チップ混合物に
光を照射するタングステンランプと、生ごみ・チップ混
合物から反射されてくる光を検知するシリコンフォトダ
イオード及び焦電素子とを具え、シリコンフォトダイオ
ードを用いて検出される反射光量と焦電素子を用いて検
出される反射光量の比に基づいて、生ごみ・チップ混合
物の含水率を算出するものである。
Accordingly, the applicant has developed a moisture content measuring device for improving the measurement accuracy by optically measuring the moisture content of a garbage / chip mixture, and has developed a garbage disposal device provided with the device. Patent pending (Japanese Patent Application No. 2000-087235). The moisture content measuring device includes a tungsten lamp that irradiates light to the garbage / chip mixture, a silicon photodiode and a pyroelectric element for detecting light reflected from the garbage / chip mixture, and includes a silicon photodiode. The water content of the garbage / chip mixture is calculated based on the ratio of the amount of reflected light detected using the garbage and the amount of reflected light detected using the pyroelectric element.

【0006】尚、シリコンフォトダイオードは、水に対
する透過率が大きな第1の波長域(1μm未満)に感度を
有するのに対し、焦電素子は、水に対する透過率が小さ
な第2の波長域(1μm以上)に感度を有している。従っ
て、生ごみ・チップ混合物の含水率の違いに応じて、焦
電素子による光検知量に大きな変化が生じるのに対し、
シリコンフォトダイオードによる光検知量には殆ど変化
が生じない。そこで、シリコンフォトダイオードによる
光検知量と焦電素子による光検知量の比をとれば、後述
する公知のランベルト−ベールの式を用いて、前記光検
知量の比から生ごみ・チップ混合物の含水率を算出する
ことが出来る。
The silicon photodiode has a sensitivity in a first wavelength range (less than 1 μm) where water transmittance is large, while the pyroelectric element has a second wavelength range (light transmittance) where water transmittance is small. (1 μm or more). Therefore, according to the difference in the water content of the garbage / chip mixture, a large change occurs in the amount of light detected by the pyroelectric element,
The amount of light detected by the silicon photodiode hardly changes. Therefore, if the ratio between the amount of light detected by the silicon photodiode and the amount of light detected by the pyroelectric element is calculated, the water content of the garbage / chip mixture is calculated from the ratio of the amount of light detected using the known Lambert-Beer equation described later. Rate can be calculated.

【0007】上記含水率測定装置によれば、処理槽の外
部から光学的に生ごみ・チップ混合物の含水率を測定す
ることが出来るので、上述した従来の含水率測定方法に
おける問題はなく、従来よりも高い測定精度が得られ
る。
According to the above-mentioned water content measuring device, the water content of the garbage / chip mixture can be optically measured from outside the treatment tank, so that there is no problem in the conventional water content measuring method described above. Higher measurement accuracy is obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記含
水率測定装置に用いられている焦電素子は、水に対する
透過率が小さな第2の波長域(1μm〜3μm)に亘っ
て、フラットな分布の感度を有しているため、混合物の
含水率の変化のみならず、水に近い分光吸収特性を有す
る物質の含有率の変化にも感応することとなって、これ
が含水率測定値の誤差の原因となっていた。
However, the pyroelectric element used in the water content measuring device has a flat distribution over a second wavelength range (1 μm to 3 μm) where the transmittance to water is small. Due to its sensitivity, it is sensitive not only to changes in the water content of the mixture, but also to changes in the content of substances having spectral absorption characteristics close to water, and this is the cause of errors in the measured water content. Had become.

【0009】そこで、本発明の目的は、測定対象物に含
まれる水等の特定物質の含有率を光学的に測定する装置
において測定精度を更に向上させると共に、この様な精
度の高い含有率測定装置を用いることによって処理効率
を向上させた生ごみ処理装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to further improve the measurement accuracy in an apparatus for optically measuring the content of a specific substance such as water contained in an object to be measured, and to measure the content of such a highly accurate content. It is an object of the present invention to provide a garbage disposal apparatus having improved treatment efficiency by using the apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決する為の手段】本発明に係る含有率測定装
置は、特定物質に対する透過率が1よりも小さい特定の
波長域を含む光を測定対象物に照射することが可能であ
って、印加電圧の変化に応じて前記波長域での発光強度
の分布が変化する発光素子と、前記特定の波長域に亘っ
て感度を有し、測定対象物からの反射光を受けて、受光
量若しくはその変化に応じた出力を発する測定用の受光
素子と、発光素子に電圧を印加すると共に、受光素子の
出力信号に基づいて、測定対象物に含まれる特定物質の
含有率を算出する制御回路とを具えている。ここで、前
記制御回路は、発光素子に対する印加電圧を複数(m)の
電圧値Ei(i=1〜m)に変化させる印加電圧制御手段
と、各印加電圧Ei(i=1〜m)で発光素子を駆動した
ときの受光素子の出力信号値Vi(i=1〜m)を、前記
波長域を複数(n)の波長区間に分割したときの各波長区
間における発光素子の発光強度Li,j(i=1〜m、j
=1〜n)と、各波長区間における測定対象物の光反射
率Rj(j=1〜n)と、各波長区間における受光素子の
感度Sj(j=1〜n)との積Li,j・Rj・Sjの全
波長域に亘る総和ΣLi,j・Rj・Sjで表わして、
これによって得られるm個のn元連立方程式を解くこと
により、各波長区間における測定対象物の光反射率Rj
(j=1〜n)を算出する第1演算手段と、算出された光
反射率Rj(j=1〜n)の分布に基づいて、測定対象物
に含まれる特定物質の含有率を算出する第2演算手段と
を具えている。
The content measuring apparatus according to the present invention is capable of irradiating an object to be measured with light including a specific wavelength region having a transmittance to a specific substance smaller than 1. A light-emitting element in which the distribution of emission intensity in the wavelength range changes in response to a change in applied voltage, has sensitivity over the specific wavelength range, receives reflected light from the measurement object, A light receiving element for measurement that emits an output according to the change, and a control circuit that applies a voltage to the light emitting element and calculates the content of a specific substance contained in the measurement target based on an output signal of the light receiving element. It has. Here, the control circuit includes an applied voltage control unit that changes an applied voltage to the light emitting element into a plurality (m) of voltage values Ei (i = 1 to m), and an applied voltage Ei (i = 1 to m). The output signal value Vi (i = 1 to m) of the light receiving element when the light emitting element is driven, the light emission intensity Li of the light emitting element in each wavelength section when the wavelength range is divided into a plurality of (n) wavelength sections. j (i = 1 to m, j
= 1 to n), the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the measurement object in each wavelength section, and the product Li, j of the sensitivity Sj (j = 1 to n) of the light receiving element in each wavelength section. · Sum of Rj · Sj over the entire wavelength range ΣLi, j · Rj · Sj,
By solving the m n-ary simultaneous equations obtained by this, the light reflectance Rj of the measurement object in each wavelength section is obtained.
First calculating means for calculating (j = 1 to n), and calculating the content rate of the specific substance contained in the measurement object based on the calculated distribution of the light reflectance Rj (j = 1 to n). And second operation means.

【0011】上記含有率測定装置を用いた測定におい
て、発光素子に対する印加電圧を複数(m)の電圧値Ei
(i=1〜m)に変化させると、発光素子の前記波長域に
おける発光強度の分布が変化することなる。この中の1
つの印加電圧の下で発光素子から発せられる光を測定対
象物に照射すると、測定対象物からの反射光の光量、即
ち受光素子による光検知量Vは、発光素子の発光強度L
と測定対象物の光反射率Rと受光素子の感度Sとの積L
・R・Sによって表わすことが出来る。ここで、前記波
長域を複数(n)の波長区間に分割すると、1つの印加電
圧Eiの下での光検知量Viは、各波長区間の光検知量
の和となり、各波長区間の光検知量は、各波長区間にお
ける発光素子の発光強度Li,j(i=1〜m、j=1〜
n)と測定対象物の光反射率Rj(j=1〜n)と受光素
子の感度Sj(j=1〜n)との積Li,j・Rj・Sj
で表わすことが出来る。従って、各印加電圧Ei(i=
1〜m)における光検知量Vi(i=1〜m)は、前記積
の全波長域に亘る総和ΣLi,j・Rj・Sjで表わす
ことが出来、これによって、m個のn元連立方程式が成
立することになる。ここで、光検知量Viは測定値であ
り、発光強度Li,j及び感度Sjは既知の値であり、
光反射率Rjが変数(未知数)となる。
In the measurement using the above content measuring device, the voltage applied to the light emitting element is changed to a plurality (m) of voltage values Ei.
When it is changed to (i = 1 to m), the distribution of the emission intensity of the light emitting element in the above wavelength range changes. One of these
When the light emitted from the light-emitting element is irradiated to the object under two applied voltages, the amount of reflected light from the object, that is, the amount of light detected by the light-receiving element, is equal to the light emission intensity L of the light-emitting element.
L, the product of the light reflectance R of the measuring object and the sensitivity S of the light receiving element
· It can be represented by R · S. Here, when the wavelength region is divided into a plurality of (n) wavelength sections, the light detection amount Vi under one applied voltage Ei is the sum of the light detection amounts in each wavelength section, and the light detection amount in each wavelength section is obtained. The amount is the emission intensity Li, j (i = 1 to m, j = 1 to 1) of the light emitting element in each wavelength section.
n, the product Li, j · Rj · Sj of the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the measurement object and the sensitivity Sj (j = 1 to n) of the light receiving element.
Can be represented by Therefore, each applied voltage Ei (i =
1 to m) can be expressed by the sum ΣLi, j · Rj · Sj of the above product over the entire wavelength range, whereby m n-ary simultaneous equations can be obtained. Is established. Here, the light detection amount Vi is a measured value, the emission intensity Li, j and the sensitivity Sj are known values,
The light reflectance Rj is a variable (unknown number).

【0012】そこで、このm個のn元連立方程式(m≧
n)を解くことによって、各波長区間における測定対象
物の光反射率Rj(j=1〜n)を算出することが出来、
これらの光反射率Rj(j=1〜n)の分布に基づいて、
測定対象物に含まれる特定物質の含有率を算出すること
が出来る。例えば、特定物質に特徴的な反射率を示す波
長区間の光反射率の大きさから、所定の検量線を用い
て、特定物質の含有率を導出することが出来る。
Thus, the m n-ary simultaneous equations (m ≧
n), the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the measurement object in each wavelength section can be calculated,
Based on the distribution of these light reflectances Rj (j = 1 to n),
It is possible to calculate the content of the specific substance contained in the measurement object. For example, the content of the specific substance can be derived from the magnitude of the light reflectance in the wavelength section showing the reflectance characteristic of the specific substance using a predetermined calibration curve.

【0013】具体的構成において、発光素子は、水に対
する透過率が大きな第1の波長域及び水に対する透過率
が小さな第2の波長域を含む光を発するものであり、前
記測定用の受光素子の側方には、参照用の受光素子が配
備され、測定用受光素子は前記第2の波長域に感度を有
すると共に、参照用受光素子は前記第1の波長域に感度
を有し、前記制御回路の第2演算手段は、参照用受光素
子の出力信号に基づいて導出される光反射率Rrefと、
前記第1演算手段によって算出された光反射率Rj(j
=1〜n)中の特徴的な波長区間における光反射率Rmes
との比に基づいて、水の含有率を算出する。
[0013] In a specific configuration, the light emitting element emits light including a first wavelength region having a large transmittance to water and a second wavelength region having a small transmittance to water, and the light receiving element for measurement is provided. A light receiving element for reference is provided on a side of the light receiving element for measurement, and the light receiving element for measurement has sensitivity in the second wavelength range, and the light receiving element for reference has sensitivity in the first wavelength range. The second calculating means of the control circuit includes: a light reflectance Rref derived based on an output signal of the reference light receiving element;
The light reflectance Rj (j calculated by the first arithmetic means
= 1 to n), the light reflectance Rmes in the characteristic wavelength section
And the water content is calculated based on the ratio.

【0014】該具体的構成は、測定対象物に含まれる水
の含有率、即ち含水率を測定するための構成であって、
測定用受光素子による光検知量に基づいて、上述の原理
により、各波長区間における測定対象物の光反射率Rj
(j=1〜n)を算出することが出来る。この中には、水
に特徴的な反射率を示す波長区間が存在する。そこで、
参照用受光素子の出力信号に基づいて導出される光反射
率Rrefと、前記特徴的な波長区間における光反射率Rm
esとの比をとれば、この比は、測定対象物の含水率に応
じた値となり、この比から、例えば所定の検量線を用い
て、水の含有率を導出することが出来る。
The specific configuration is a configuration for measuring the content of water contained in an object to be measured, that is, the content of water,
Based on the amount of light detected by the light receiving element for measurement, the light reflectance Rj of the object to be measured in each wavelength section is calculated according to the principle described above.
(j = 1 to n) can be calculated. In this, there is a wavelength section showing the characteristic reflectance of water. Therefore,
A light reflectance Rref derived based on an output signal of the reference light receiving element; and a light reflectance Rm in the characteristic wavelength section.
By taking the ratio with es, this ratio becomes a value corresponding to the water content of the measurement object, and from this ratio, the water content can be derived using, for example, a predetermined calibration curve.

【0015】尚、具体的には、発光素子は白熱光源によ
って構成され、測定用受光素子は焦電素子によって構成
され、参照用受光素子はフォトダイオードによって構成
される。
More specifically, the light emitting element is constituted by an incandescent light source, the light receiving element for measurement is constituted by a pyroelectric element, and the light receiving element for reference is constituted by a photodiode.

【0016】本発明に係る生ごみ処理装置は、処理槽内
の生ごみ・チップ混合物を測定対象物としてその含水率
を検出する含水率検出装置と、検出された含水率に基づ
いて、含水率を調整する含水率調整装置とを具え、含水
率検出装置は、水に対する透過率が大きな第1の波長域
及び水に対する透過率が小さな第2の波長域を含む光を
前記混合物に照射する白熱光源と、前記第1の波長域に
感度を有し、処理槽内の混合物からの反射光を受けて、
受光量若しくはその変化に応じた出力を発する参照用受
光素子と、前記第2の波長域に感度を有し、測定対象物
からの反射光を受けて、受光量の変化に応じた出力を発
する測定用受光素子と、白熱光源に電圧を印加すると共
に、前記両受光素子の出力信号に基づいて、測定対象物
の含水率を算出する制御回路とを具えている。ここで、
前記制御回路は、白熱光源に対する印加電圧を複数(m)
の電圧値Ei(i=1〜m)に変化させる印加電圧制御手
段と、各印加電圧Ei(i=1〜m)で白熱光源を駆動し
たときの測定用受光素子による光検知量Vi(i=1〜
m)を、前記波長域を複数(n)の波長区間に分割したと
きの各波長区間における白熱光源の発光強度Li,j(i
=1〜m、j=1〜n)と、各波長区間における測定対
象物の光反射率Rj(j=1〜n)と、各波長区間におけ
る測定用受光素子の感度Sj(j=1〜n)との積Li,
j・Rj・Sjの全波長域に亘る総和ΣLi,j・Rj
・Sjで表わして、これによって得られるm個のn元連
立方程式を解くことにより、各波長区間における測定対
象物の光反射率Rj(j=1〜n)を算出する第1演算手
段と、参照用受光素子の出力信号値に基づいて導出され
る光反射率Rrefと、前記第1演算手段によって算出さ
れた光反射率Rj(j=1〜n)中の特徴的な波長区間に
おける光反射率Rmesとの比に基づいて、測定対象物の
含水率を算出する第2演算手段とを具えている。
A garbage disposal apparatus according to the present invention comprises a garbage / chip mixture in a treatment tank and a moisture content detection device for detecting the moisture content of the mixture, and a moisture content based on the detected moisture content. And a moisture content detecting device, wherein the moisture content detecting device irradiates the mixture with light including a first wavelength region having a large transmittance for water and a second wavelength region having a small transmittance for water. A light source, having sensitivity to the first wavelength range, receiving reflected light from the mixture in the processing tank,
A reference light-receiving element that emits an output according to the amount of received light or a change in the amount of received light, and has a sensitivity in the second wavelength range, receives reflected light from an object to be measured, and emits an output according to a change in the amount of received light A light receiving element for measurement; and a control circuit for applying a voltage to the incandescent light source and calculating a water content of the object to be measured based on output signals of the two light receiving elements. here,
The control circuit sets a plurality of applied voltages to the incandescent light source (m).
Voltage control means for changing to the voltage value Ei (i = 1 to m), and the amount of light detection Vi (i) by the measuring light receiving element when the incandescent light source is driven with each applied voltage Ei (i = 1 to m). = 1
m) is divided into a plurality of (n) wavelength sections, and the emission intensity Li, j (i
= 1 to m, j = 1 to n), the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the measuring object in each wavelength section, and the sensitivity Sj (j = 1 to 1) of the measuring light receiving element in each wavelength section. n) and the product Li,
Sum of j, Rj, Sj over the entire wavelength range ΣLi, j, Rj
First arithmetic means for calculating the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the measurement object in each wavelength section by solving the m n-ary simultaneous equations represented by Sj and solving the m simultaneous n-ary simultaneous equations; The light reflectance Rref derived based on the output signal value of the reference light receiving element, and the light reflection in a characteristic wavelength section in the light reflectance Rj (j = 1 to n) calculated by the first calculating means. Second calculating means for calculating the water content of the measurement object based on the ratio with the rate Rmes.

【0017】上記生ごみ処理装置においては、生ごみ・
チップ混合物の含水率を測定するために上記本発明の含
有率測定装置が採用されており、これによって、高精度
の含水率測定データが得られ、該データに基づいて、高
効率による生ごみ処理を実現することが出来る。
In the above garbage processing apparatus, the garbage
In order to measure the water content of the chip mixture, the above-described content measuring device of the present invention is employed, whereby highly accurate water content measurement data is obtained, and based on the data, highly efficient garbage disposal Can be realized.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明に係る含有率測定装置によれば、
測定対象物に含まれる水等の特定物質の含有率を高い精
度で測定することが出来、又、該測定装置を用いた生ご
み処理装置によれば、生ごみ・チップ混合物の含水率を
生ごみ処理に好適な値に正確に調整することが出来るの
で、これによって処理効率の高い運転が実現される。
According to the content measuring device of the present invention,
The content of a specific substance such as water contained in the measurement target can be measured with high accuracy, and according to the garbage disposal device using the measuring device, the water content of the garbage / chip mixture can be measured. Since a value suitable for waste treatment can be accurately adjusted, an operation with high treatment efficiency is realized.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明を生ごみ処理装置に
実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る生ごみ処理装置は、図1及び図2に示す如
く、上方が開口したケーシング(1)と、ケーシング(1)
の開口部に開閉可能に枢支された蓋(11)とを具え、ケー
シング(1)の内部には、生ごみ・チップ混合物(10)を収
容すべき処理槽(12)が配備されている。処理槽(12)は、
可視光領域及び近赤外光領域を含む広帯域の波長の光を
透過させることが可能な材料、色、及び厚さにて構成さ
れており、例えば、厚さ2mmの白色のポリカーボネー
トを用いて形成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention applied to a garbage disposal apparatus will be specifically described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the garbage disposal apparatus according to the present invention includes a casing (1) having an open top, and a casing (1).
And a lid (11) pivotally supported at an opening of the casing (1), and a treatment tank (12) for storing a garbage / chip mixture (10) is provided inside the casing (1). . The processing tank (12)
It is made of a material, color, and thickness capable of transmitting light of a broadband wavelength including the visible light region and the near infrared light region, and is formed using, for example, a 2 mm-thick white polycarbonate. Have been.

【0020】処理槽(12)の内部には、シャフト(21)が水
平に架設され、該シャフト(21)の周囲に放射状に複数本
の攪拌棒(2)が突設されている。該シャフト(21)の一方
の端部は、動力伝達機構(22)を介して、モータ(23)に繋
がっており、モータ(23)の駆動によって、攪拌棒(2)を
回動させて、生ごみ・チップ混合物(10)を攪拌すること
が可能となっている。
A shaft (21) is horizontally installed inside the processing tank (12), and a plurality of stirring rods (2) are projected around the shaft (21) in a radial manner. One end of the shaft (21) is connected to a motor (23) via a power transmission mechanism (22), and by driving the motor (23), the stirring rod (2) is rotated. The garbage / chip mixture (10) can be stirred.

【0021】処理槽(12)の外面には面状のヒータ(3)が
取り付けられており、処理槽(12)内の生ごみ・チップ混
合物(10)を加熱することが可能となっている。又、処理
槽(12)の上部には、排気ファン(4)が配備され、該排気
ファン(4)は、排気路(14)を経て排気口(13)に繋がって
おり、排気ファン(4)の駆動によって、処理槽(12)内を
換気することが可能となっている。更に処理槽(12)には
必要に応じて給水機構(図示省略)が接続され、処理槽(1
2)内に水を供給することが可能となっている。
A planar heater (3) is attached to the outer surface of the processing tank (12), so that the garbage / chip mixture (10) in the processing tank (12) can be heated. . Further, an exhaust fan (4) is provided above the processing tank (12). The exhaust fan (4) is connected to an exhaust port (13) through an exhaust path (14). By driving (), it is possible to ventilate the inside of the processing tank (12). Further, a water supply mechanism (not shown) is connected to the processing tank (12) as necessary, and the processing tank (1
2) It is possible to supply water inside.

【0022】更に、本発明に係る生ごみ処理装置におい
ては、処理槽(12)の底壁の外側には、処理槽(12)内の生
ごみ・チップ混合物(10)の含水率を光学的に測定するた
めの含水率検出器(6)が取り付けられている。含水率検
出器(6)は、図3に示す如く、処理槽(12)に向けて取り
付けられたタングステンランプ(61)、シリコンフォトダ
イオード(62)及び焦電素子(63)を具えている。図4(a)
に示す様に、タングステンランプ(61)は、可視光領域と
近赤外光領域とに跨った広い帯域を有する光を出射する
白熱光源である。又、図4(b)に示す様に、シリコンフ
ォトダイオード(62)は、0.5μm〜1.0μmの比較的
狭い波長域に感度を有し、焦電素子(63)は、1.0μm
を越える広い波長域にフラットな感度特性を有するもの
である。
Further, in the garbage processing apparatus according to the present invention, the water content of the garbage / chip mixture (10) in the processing tank (12) is optically measured outside the bottom wall of the processing tank (12). Is provided with a moisture content detector (6) for measurement. As shown in FIG. 3, the water content detector (6) includes a tungsten lamp (61), a silicon photodiode (62), and a pyroelectric element (63) mounted toward the processing tank (12). FIG. 4 (a)
As shown in (1), the tungsten lamp (61) is an incandescent light source that emits light having a wide band over a visible light region and a near-infrared light region. As shown in FIG. 4B, the silicon photodiode (62) has a sensitivity in a relatively narrow wavelength range of 0.5 μm to 1.0 μm, and the pyroelectric element (63) has a sensitivity of 1.0 μm.
It has flat sensitivity characteristics over a wide wavelength range exceeding.

【0023】上述の如く、処理槽(12)は、可視光領域及
び近赤外光領域を含む広帯域の波長の光を透過させるこ
とが可能であるから、タングステンランプ(61)から出射
された光は、処理槽(12)を通過して、生ごみ・チップ混
合物(10)に照射され、生ごみ・チップ混合物(10)にて反
射された光は、処理槽(12)を通過して、シリコンフォト
ダイオード(62)及び焦電素子(63)に入射する。
As described above, since the treatment tank (12) can transmit light of a wide wavelength range including the visible light region and the near infrared light region, the light emitted from the tungsten lamp (61) can be transmitted. Passes through the treatment tank (12), is irradiated on the garbage / chip mixture (10), the light reflected on the garbage / chip mixture (10) passes through the treatment tank (12), The light enters the silicon photodiode (62) and the pyroelectric element (63).

【0024】制御装置(5)は、マイクロコンピュータか
らなる制御回路(51)を具えており、該制御回路(51)によ
ってタングステンランプ(61)の発光強度が制御されてい
る。又、シリコンフォトダイオード(62)及び焦電素子(6
3)の出力信号は、それぞれアンプ(52)(53)を経て、制御
回路(51)に供給されている。制御回路(51)は、シリコン
フォトダイオード(62)及び焦電素子(63)からの信号に基
づいて、生ごみ・チップ混合物(10)の含水率を検出し、
その結果に応じて、ヒータ(3)、排気ファン(4)及びモ
ータ(23)の動作を制御し、これによって、処理槽(12)内
の生ごみ・チップ混合物(10)の含水率を最適調整する。
The control device (5) includes a control circuit (51) composed of a microcomputer, and the control circuit (51) controls the light emission intensity of the tungsten lamp (61). In addition, a silicon photodiode (62) and a pyroelectric element (6
The output signal of 3) is supplied to the control circuit (51) via the amplifiers (52) and (53), respectively. The control circuit (51) detects the water content of the garbage / chip mixture (10) based on signals from the silicon photodiode (62) and the pyroelectric element (63),
According to the result, the operation of the heater (3), the exhaust fan (4) and the motor (23) is controlled, thereby optimizing the water content of the garbage / chip mixture (10) in the treatment tank (12). adjust.

【0025】ここで、本発明における含水率の検出原理
を、図4を用いて説明する。上述の如く、図4(a)は、
タングステンランプ(61)の分光分布特性を示しており、
可視光領域と近赤外光領域とに跨って光が分布してい
る。又、図4(b)は、シリコンフォトダイオード(62)の
分光分布特性Pと焦電素子(63)の分光分布特性Qを表わ
しており、シリコンフォトダイオード(62)は0.5μm
〜1.0μmの比較的狭い波長域に感度を有し、焦電素
子(63)は、1.0μmを越える広い波長域にフラットな
感度特性を有している。
Here, the principle of detecting the water content in the present invention will be described with reference to FIG. As described above, FIG.
It shows the spectral distribution characteristics of the tungsten lamp (61),
Light is distributed over the visible light region and the near infrared light region. FIG. 4B shows the spectral distribution characteristic P of the silicon photodiode (62) and the spectral distribution characteristic Q of the pyroelectric element (63). The silicon photodiode (62) has a thickness of 0.5 μm.
The pyroelectric element (63) has sensitivity in a relatively narrow wavelength range of about 1.0 μm, and has a flat sensitivity characteristic in a wide wavelength range exceeding 1.0 μm.

【0026】図4(c)は、タングステンランプ(61)から
発せられる光を直接に受光した場合の、シリコンフォト
ダイオード(62)による光検知量の分光分布特性P′と焦
電素子(63)による光検知量の分光分布特性Q′とを表わ
している。但し、焦電素子(63)は、受光量の変化(微分)
に応じた信号を発する熱型センサーであるため、その出
力信号の波形を積分することによって、受光量の絶対値
に応じたデータが得られるが、本実施例では、近似的
に、その出力信号の波形のピーク値をもって積分値(光
検知量)とする。尚、シリコンフォトダイオード(62)及
び焦電素子(63)によって検知される光検知量の大きさ
は、それぞれ特性曲線P′及びQ′で囲まれる領域の面
積に略比例する。
FIG. 4C shows the spectral distribution characteristic P 'of the amount of light detected by the silicon photodiode (62) and the pyroelectric element (63) when the light emitted from the tungsten lamp (61) is directly received. And the spectral distribution characteristic Q 'of the light detection amount. However, for the pyroelectric element (63), the change in the amount of received light (differential)
Since the sensor is a thermal sensor that emits a signal corresponding to the output signal, data corresponding to the absolute value of the amount of received light can be obtained by integrating the waveform of the output signal. The peak value of the waveform is used as an integral value (light detection amount). The magnitude of the light detection amount detected by the silicon photodiode (62) and the pyroelectric element (63) is substantially proportional to the area of the region surrounded by the characteristic curves P 'and Q', respectively.

【0027】図4(d)は、可視光領域から近赤外光領域
にわたる波長域における光の水に対する透過率の分布を
表わしており、可視光領域では、略1の透過率となって
おり、殆ど光が吸収されないのに対し、近赤外光領域で
は、透過率が低下しており、多くの光が吸収されること
がわかる。
FIG. 4D shows the distribution of transmittance of light in water in a wavelength range from the visible light region to the near-infrared light region. In the visible light region, the transmittance is substantially unity. While almost no light is absorbed, in the near-infrared light region, the transmittance is reduced, and it can be seen that much light is absorbed.

【0028】図4(e)は、タングステンランプ(61)から
発せられた光が水分を含む物質を透過して、シリコンフ
ォトダイオード(62)及び焦電素子(63)に入射した場合
の、シリコンフォトダイオード(62)による光検知量の分
布Pn(n=0、40、80)及び焦電素子(63)による光
検知量の分布Qn(n=0、40、80)を表わしてい
る。ここでnは、前記物質の含水率(%)である。これら
の分布は、図4(c)に示す分光分布特性P′、Q′と、
図4(d)に示す水の透過率特性の積として把握すること
が出来、シリコンフォトダイオード(62)及び焦電素子(6
3)による光検知量の大きさは、分布曲線Pn、Qnで囲
まれる領域の面積に略比例する。
FIG. 4 (e) shows a case where light emitted from a tungsten lamp (61) passes through a substance containing moisture and enters a silicon photodiode (62) and a pyroelectric element (63). The distribution Pn (n = 0, 40, 80) of the amount of light detected by the photodiode (62) and the distribution Qn (n = 0, 40, 80) of the amount of light detected by the pyroelectric element (63) are shown. Here, n is the water content (%) of the substance. These distributions are represented by spectral distribution characteristics P ′ and Q ′ shown in FIG.
It can be grasped as the product of the water transmittance characteristics shown in FIG. 4D, and the silicon photodiode (62) and the pyroelectric element (6
The magnitude of the light detection amount according to 3) is substantially proportional to the area of the region surrounded by the distribution curves Pn and Qn.

【0029】図4(e)から分かる様に、可視光領域にお
いては、水の透過率が略1であるので、含水率が変化し
てもシリコンフォトダイオード(62)の光検知量には殆ど
変化が見られないが、近赤外光領域においては、含水率
の変化に応じて光が吸収される度合いが変化するため、
焦電素子(63)による光検知量は、含水率に応じて変化す
ることになる。
As can be seen from FIG. 4 (e), in the visible light region, the transmittance of water is substantially 1, so that even if the water content changes, the light detection amount of the silicon photodiode (62) is almost zero. No change is seen, but in the near-infrared light region, the degree to which light is absorbed changes according to the change in moisture content,
The amount of light detected by the pyroelectric element (63) changes according to the water content.

【0030】シリコンフォトダイオードによる光検知量
の大きさをPs、焦電素子による光検知量の大きさをQs
とすると、測定対象物の含水率Wは、ランベルト−ベー
ルの式を用いて、下記数1によって表わされる。
The magnitude of the light detection amount by the silicon photodiode is Ps, and the magnitude of the light detection amount by the pyroelectric element is Qs.
Then, the water content W of the object to be measured is expressed by the following equation 1 using the Lambert-Beer equation.

【0031】[0031]

【数1】X=−log(Qs/Ps) W=a・X+b a、b:定数X = −log (Qs / Ps) W = a · X + ba a, b: constants

【0032】尚、上記数1の定数a、bは実験的に求め
られる。即ち、図5の如く、含水率が既知の複数の物質
について上記Xの値と含水率をプロットし、両者の関係
を直線近似することによって、その直線の傾きと接片か
ら定数a、bを決定することが出来る。
Note that the constants a and b in the above equation 1 are experimentally obtained. That is, as shown in FIG. 5, the values of X and the water content are plotted for a plurality of substances whose water content is known, and the relationship between the two is linearly approximated. You can decide.

【0033】上述の原理説明は、光が測定対象物(水を
含む物質)を透過してシリコンフォトダイオード及び焦
電素子に入射する場合を前提としているが、光が測定対
象物(水を含む物質)にて反射されて、その反射光がシリ
コンフォトダイオード及び焦電素子に入射する場合にも
成立する。これは、測定対象物からの反射光には、その
表面で反射された光以外に、測定対象物の内部へ侵入し
て、内部の粒子表面で反射された光、即ち拡散反射光が
含まれており、拡散反射光は、測定対象物の吸収特性の
影響を受けているからである。
The above description of the principle is based on the assumption that light passes through the object to be measured (substance containing water) and enters the silicon photodiode and the pyroelectric element. This is also true when the light is reflected by the (substance) and the reflected light enters the silicon photodiode and the pyroelectric element. This is because, in addition to the light reflected on the surface, the light reflected from the object to be measured includes light that enters the inside of the object to be measured and is reflected on the internal particle surface, that is, diffusely reflected light. This is because the diffuse reflected light is affected by the absorption characteristics of the measurement object.

【0034】本発明の生ごみ処理装置においては、図3
に示す制御回路(51)によってタングステンランプ(61)に
供給する印加電圧をm段階(m≧2)に変化させる。これ
によってタングステンランプ(61)は可視光領域及び近赤
外光領域に跨る波長域(1μm〜3μm)の光を発生し、
その発光分布特性は、図7に示す様に印加電圧Ei(i
=1〜m)の大きさに応じて変化することになる。そこ
で、焦電素子(63)の出力信号を取り込んで、光検知量の
測定値を得る。
In the garbage processing apparatus of the present invention, FIG.
The voltage applied to the tungsten lamp (61) is changed in m steps (m ≧ 2) by the control circuit (51) shown in FIG. As a result, the tungsten lamp (61) generates light in a wavelength range (1 μm to 3 μm) spanning the visible light region and the near infrared light region,
As shown in FIG. 7, the light emission distribution characteristics are such that the applied voltage Ei (i
= 1 to m). Therefore, the output signal of the pyroelectric element (63) is taken in to obtain a measured value of the light detection amount.

【0035】尚、前記波長域(1μm〜3μm)をn等分
(m≧n)して、複数の波長区間に分割し、各印加電圧E
i(i=1〜m)の下での各波長区間におけるタングステ
ンランプ(61)の発光強度Li,j(i=1〜m、j=1〜
n)と焦電素子(63)の感度Sj(j=1〜n)を予め求め
ておく。これらの値は、タングステンランプ(61)及び焦
電素子(63)の特性に固有の値であり、実験的に求めるこ
とが可能である。
The wavelength range (1 μm to 3 μm) is divided into n equal parts.
(m ≧ n), and divided into a plurality of wavelength sections.
The emission intensity Li, j (i = 1 to m, j = 1 to 1) of the tungsten lamp (61) in each wavelength section under i (i = 1 to m)
n) and the sensitivity Sj (j = 1 to n) of the pyroelectric element (63) are obtained in advance. These values are specific to the characteristics of the tungsten lamp (61) and the pyroelectric element (63), and can be determined experimentally.

【0036】ここで、各印加電圧Ei(i=1〜m)の下
での各波長区間における焦電素子(63)による光検知量V
i(i=1〜m)は、下記数2で表わされることなる。
Here, the light detection amount V by the pyroelectric element 63 in each wavelength section under each applied voltage Ei (i = 1 to m).
i (i = 1 to m) is represented by the following equation (2).

【0037】[0037]

【数2】 V=L1,1・R・S+L1,2・R・S+・・・+L1,n・ R・S =L2,1・R・S+L2,2・R・S+・・・+L2,n・ R・S ・ ・ ・ V=Lm,1・R・S+Lm,2・R・S+・・・+Lm,n・ R・S [Expression 2] V1= L1,1・ R1・ S1+ L1,2・ R2・ S2+ ... + L1, n・ Rn・ Sn  V2= L2,1・ R1・ S1+ L2,2・ R2・ S2+ ... + L2, n・ Rn・ Sn  ・ ・ ・ Vm= Lm, 1・ R1・ S1+ Lm, 2・ R2・ S2+ ... + Lm, n・ Rn・ Sn

【0038】この様にして得られるm個のn元連立方程
式において、光検知量Vi、発光強度Li,j及び受光
素子の感度Sjは既知の値であり、光反射率Rjが変数
(未知数)となる。そこで、このm個のn元連立方程式を
解くことによって、各波長区間における生ごみ・チップ
混合物の光反射率Rj(j=1〜n)を算出することが出
来る。図8は、これらの光反射率をグラフ化したもので
あって、波長が1.45μmと1.90μmにおいて水に
特徴的な反射率の変化が現われている。
In the m n-ary simultaneous equations thus obtained, the light detection amount Vi, the light emission intensity Li, j and the sensitivity Sj of the light receiving element are known values, and the light reflectance Rj is a variable.
(Unknown). Thus, by solving the m n-ary simultaneous equations, the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the garbage / chip mixture in each wavelength section can be calculated. FIG. 8 is a graph of these light reflectivities, and shows a characteristic change in the reflectivity of water at wavelengths of 1.45 μm and 1.90 μm.

【0039】そこで、例えば波長1.45μmにおける
反射率をRmesとし、シリコンフォトダイオード(62)に
よる光検知量から導かれる反射率をRrefとして、下記
数3から含水率を算出する。
Therefore, for example, the reflectance at a wavelength of 1.45 μm is Rmes, and the reflectance derived from the amount of light detected by the silicon photodiode (62) is Rref, and the water content is calculated from the following equation (3).

【0040】[0040]

【数3】X′=−log(Rmes/Rref) W=a′・X′+b′ a′、b′:定数X '=-log (Rmes / Rref) W = a'.X' + b 'a', b ': constants

【0041】尚、上記数3の定数a′、b′は実験的に
求められる。即ち、含水率が既知の複数の物質について
上記X′の値と含水率をプロットし、両者の関係を直線
近似することによって、その直線の傾きと接片から定数
a′、b′を決定することが出来る。
Incidentally, the constants a 'and b' in the above equation (3) can be obtained experimentally. That is, the values of X 'and the water content are plotted for a plurality of substances whose water content is known, and constants a' and b 'are determined from the slope and the tangent of the straight line by linearly approximating the relationship between the two. I can do it.

【0042】図6は、含水率算出手続きを表わしてい
る。先ずステップS1では、iを1に初期化し、ステッ
プS2では、白熱電球(タングステンランプ)の印加電圧
をE(i)にセットする。次にステップS3では、白熱電
球を発光させ、測定対象物に光を照射し、その反射光の
光検知値V(i)を得る。続いて、ステップS4にてiを
カウントアップした後、ステップS5では、iがm以下
であるかどうかを判断し、イエスの場合は、ステップS
2に戻って光検知値V(i)の取得を進める。その後、ス
テップS5にてノーと判断されたときは、ステップS6
に移行して、V(1)〜V(m)の値からn元連立方程式を
解いて、R(1)〜R(n)を求める。最後に、ステップS
7にてR(1)〜R(n)から含水率を算出する。
FIG. 6 shows a procedure for calculating the water content. First, in step S1, i is initialized to 1, and in step S2, the applied voltage of the incandescent lamp (tungsten lamp) is set to E (i). Next, in step S3, the incandescent lamp is caused to emit light, the object is irradiated with light, and a light detection value V (i) of the reflected light is obtained. Subsequently, after counting up i in step S4, it is determined in step S5 whether or not i is equal to or less than m.
Returning to step 2, the acquisition of the light detection value V (i) proceeds. Thereafter, when it is determined NO in step S5, step S6
Then, the n-ary simultaneous equations are solved from the values of V (1) to V (m) to obtain R (1) to R (n). Finally, step S
At 7, the water content is calculated from R (1) to R (n).

【0043】上記本発明の生ごみ処理装置においては、
含水率検出器(6)として、タングステンランプ(61)や焦
電素子(63)等の広帯域のセンサーを用いながら、特定単
一波長での含水率の測定を実現しているので、簡易な構
成と演算処理で高い測定精度が得られる。そして、この
高精度の測定値を用いることによって、含水率を正確に
調整することが出来るので、高い処理効率が得られる。
In the garbage processing apparatus of the present invention,
As a moisture content detector (6) uses a wide-band sensor such as a tungsten lamp (61) or a pyroelectric element (63) to measure the moisture content at a specific single wavelength, it has a simple configuration. And high calculation accuracy can be obtained by arithmetic processing. Then, by using this high-precision measurement value, the water content can be adjusted accurately, so that high processing efficiency can be obtained.

【0044】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、含水率検出器(6)は、処理
槽(12)の底壁の外側に取り付けているが、これに限ら
ず、処理槽(12)の側壁の外側に配置することも可能であ
る。又、処理槽(12)は、含水率検出器(6)が対応する部
分のみをポリカーボネート等の光透過性部材から構成す
ることも可能である。更に、受光素子として、シリコン
フォトダイオード(62)と焦電素子(63)の組合せを用いて
いるが、これに限らず、水による吸収が弱い波長域に感
度を有する受光素子と水による吸収が強い波長域に感度
を有する受光素子の組合せであれば、シリコンフォトダ
イオードとゲルマニウムフォトダイオードの組合せ等、
周知の種々の受光素子の組合せを採用することが出来
る。
The configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims. For example, the water content detector (6) is mounted outside the bottom wall of the processing tank (12), but is not limited thereto, and may be arranged outside the side wall of the processing tank (12). Further, in the treatment tank (12), only the portion corresponding to the moisture content detector (6) can be made of a light transmitting member such as polycarbonate. Furthermore, as the light receiving element, a combination of a silicon photodiode (62) and a pyroelectric element (63) is used, but the present invention is not limited to this. If it is a combination of light receiving elements having sensitivity in a strong wavelength range, such as a combination of silicon photodiode and germanium photodiode,
Various known light receiving element combinations can be employed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る生ごみ処理装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a garbage processing apparatus according to the present invention.

【図2】該生ごみ処理装置の図1とは直交する方向の断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the garbage processing apparatus in a direction orthogonal to FIG.

【図3】含水率検出器及び制御装置の構成を表わすブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a moisture content detector and a control device.

【図4】本発明における含水率検出の原理を説明する一
連のグラフである。
FIG. 4 is a series of graphs explaining the principle of moisture content detection in the present invention.

【図5】含水率の実測値と、焦電素子に対するシリコン
フォトダイオードの出力比の対数値との関係を表わすグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between an actually measured value of water content and a logarithmic value of an output ratio of a silicon photodiode to a pyroelectric element.

【図6】含水率算出手続きを表わすフローチャートであ
る。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a moisture content calculation procedure.

【図7】タングステンランプにおける印加電圧の変化に
伴う発光強度分布の変化を表わすグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a change in emission intensity distribution with a change in applied voltage in a tungsten lamp.

【図8】本発明の含水率算出手続きにおいて得られる反
射率の分布を表わすグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the distribution of the reflectance obtained in the procedure for calculating the water content of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) ケーシング (10) 生ごみ・チップ混合物 (11) 蓋 (12) 処理槽 (2) 攪拌棒 (3) ヒータ (4) 排気ファン (51) 制御回路 (6) 含水率検出器 (61) タングステンランプ (62) シリコンフォトダイオード (63) 焦電素子 (1) Casing (10) Garbage / chip mixture (11) Lid (12) Treatment tank (2) Stirrer bar (3) Heater (4) Exhaust fan (51) Control circuit (6) Moisture content detector (61) Tungsten lamp (62) Silicon photodiode (63) Pyroelectric element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 修 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 渡部 健二 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 2G059 AA01 BB20 CC09 DD05 EE02 EE11 GG10 HH01 HH02 HH06 KK03 MM01 MM12 4D004 AA03 BA04 CA04 CA19 CA22 CB02 CB06 CB13 CB28 CB32 CC08 DA01 DA09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Osamu Nakano 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Kenji Watanabe 2-5-2 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No.5 Sanyo Electric Co., Ltd. F-term (reference) 2G059 AA01 BB20 CC09 DD05 EE02 EE11 GG10 HH01 HH02 HH06 KK03 MM01 MM12 4D004 AA03 BA04 CA04 CA19 CA22 CB02 CB06 CB13 CB28 CB32 CC08 DA01 DA09

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象物に含まれる特定物質の含有率
を光学的に測定する装置であって、 前記特定物質に対する透過率が1よりも小さい特定の波
長域を含む光を測定対象物に照射することが可能であっ
て、印加電圧の変化に応じて前記波長域での発光強度の
分布が変化する発光素子と、 前記特定の波長域に亘って感度を有し、測定対象物から
の反射光を受けて、受光量若しくはその変化に応じた出
力を発する測定用の受光素子と、 発光素子に電圧を印加すると共に、受光素子の出力信号
に基づいて、測定対象物に含まれる特定物質の含有率を
算出する制御回路とを具え、前記制御回路は、 発光素子に対する印加電圧を複数の電圧値に変化させる
印加電圧制御手段と、 各印加電圧にて得られる受光素子による光検知量と、前
記波長域を複数の波長区間に分割したときの各波長区間
における発光素子の発光強度と、各波長区間における受
光素子の感度とに基づいて、各波長区間における測定対
象物の光反射率を算出する第1演算手段と、 算出された光反射率の分布に基づいて、測定対象物に含
まれる特定物質の含有率を算出する第2演算手段とを具
えていることを特徴とする含有率測定装置。
1. An apparatus for optically measuring the content of a specific substance contained in an object to be measured, wherein light having a transmittance to the specific substance including a specific wavelength range smaller than 1 is included in the object to be measured. It is possible to irradiate, and a light emitting element whose emission intensity distribution changes in the wavelength range according to a change in applied voltage, and has sensitivity over the specific wavelength range, A light receiving element for measurement that receives reflected light and emits an output according to the amount of received light or a change in the amount of light.A voltage is applied to the light emitting element, and a specific substance included in the measurement target based on an output signal of the light receiving element. A control circuit for calculating the content ratio of the light-emitting element, the control circuit comprising: an applied voltage control means for changing an applied voltage to the light emitting element to a plurality of voltage values; , A plurality of wavelength ranges First calculation means for calculating the light reflectance of the measurement object in each wavelength section based on the emission intensity of the light emitting element in each wavelength section when divided into wavelength sections and the sensitivity of the light receiving element in each wavelength section; A second calculating means for calculating the content of the specific substance contained in the object to be measured based on the calculated distribution of the light reflectance.
【請求項2】 測定対象物に含まれる特定物質の含有率
を光学的に測定する装置であって、 前記特定物質に対する透過率が1よりも小さい特定の波
長域を含む光を測定対象物に照射することが可能であっ
て、印加電圧の変化に応じて前記波長域での発光強度の
分布が変化する発光素子と、 前記特定の波長域に亘って感度を有し、測定対象物から
の反射光を受けて、受光量若しくはその変化に応じた出
力を発する測定用の受光素子と、 発光素子に電圧を印加すると共に、受光素子の出力信号
に基づいて、測定対象物に含まれる特定物質の含有率を
算出する制御回路とを具え、前記制御回路は、 発光素子に対する印加電圧を複数(m)の電圧値Ei(i
=1〜m)に変化させる印加電圧制御手段と、 各印加電圧Ei(i=1〜m)で発光素子を駆動したとき
の受光素子による光検知量Vi(i=1〜m)を、前記波
長域を複数(n)の波長区間に分割したときの各波長区間
における発光素子の発光強度Li,j(i=1〜m、j=
1〜n)と、各波長区間における測定対象物の光反射率
Rj(j=1〜n)と、各波長区間における受光素子の感
度Sj(j=1〜n)との積Li,j・Rj・Sjの全波
長域に亘る総和ΣLi,j・Rj・Sjで表わして、こ
れによって得られるm個のn元連立方程式を解くことに
より、各波長区間における測定対象物の光反射率Rj
(j=1〜n)を算出する第1演算手段と、 算出された光反射率Rj(j=1〜n)の分布に基づい
て、測定対象物に含まれる特定物質の含有率を算出する
第2演算手段とを具えていることを特徴とする含有率測
定装置。
2. An apparatus for optically measuring the content of a specific substance contained in an object to be measured, wherein light having a transmittance for the specific substance in a specific wavelength range smaller than 1 is included in the object to be measured. It is possible to irradiate, and a light emitting element whose emission intensity distribution changes in the wavelength range according to a change in applied voltage, and has sensitivity over the specific wavelength range, A light receiving element for measurement that receives reflected light and emits an output according to the amount of received light or a change in the amount of light.A voltage is applied to the light emitting element, and a specific substance included in the measurement target based on an output signal of the light receiving element. And a control circuit for calculating a content rate of the light-emitting element. The control circuit sets a plurality of (m) voltage values Ei (i)
= 1 to m), and a light detection amount Vi (i = 1 to m) by the light receiving element when the light emitting element is driven by each applied voltage Ei (i = 1 to m), When the wavelength range is divided into a plurality of (n) wavelength sections, the emission intensity Li, j (i = 1 to m, j =
1 to n), the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the measurement object in each wavelength section, and the product Li, j · of the sensitivity Sj (j = 1 to n) of the light receiving element in each wavelength section. The total reflectance over the entire wavelength range of Rj · Sj is represented by ΣLi, j · Rj · Sj, and the m n-ary simultaneous equations obtained thereby are solved to obtain the light reflectance Rj of the measurement object in each wavelength section.
first calculating means for calculating (j = 1 to n); and calculating the content rate of the specific substance contained in the measurement object based on the calculated distribution of the light reflectance Rj (j = 1 to n). A content measuring device comprising: a second calculating means.
【請求項3】 発光素子は、水に対する透過率が大きな
第1の波長域及び水に対する透過率が小さな第2の波長
域を含む光を発するものであり、前記測定用の受光素子
の側方には、参照用の受光素子が配備され、測定用受光
素子は前記第2の波長域に感度を有すると共に、参照用
受光素子は前記第1の波長域に感度を有し、前記制御回
路の第2演算手段は、参照用受光素子の出力信号に基づ
いて導出される光反射率Rrefと、前記第1演算処理手
段によって算出された光反射率Rj(j=1〜n)中の特
徴的な波長区間における光反射率Rmesとの比に基づい
て、水の含有率を算出する請求項1又は請求項2に記載
の含有率測定装置。
3. The light-emitting element emits light including a first wavelength range having a high transmittance for water and a second wavelength range having a low transmittance for water, and a light-emitting element which is located on a side of the light-receiving element for measurement. A reference light receiving element is provided, the measurement light receiving element has sensitivity in the second wavelength range, and the reference light receiving element has sensitivity in the first wavelength range. The second calculating means is characterized in that the light reflectance Rref derived based on the output signal of the reference light receiving element and the light reflectance Rj (j = 1 to n) calculated by the first calculating processing means are included. The content measuring device according to claim 1, wherein the water content is calculated based on a ratio with the light reflectance Rmes in a specific wavelength section.
【請求項4】 発光素子は白熱光源によって構成され、
測定用受光素子は焦電素子によって構成され、参照用受
光素子はフォトダイオードによって構成される請求項3
に記載の含有率測定装置。
4. The light emitting device is constituted by an incandescent light source,
4. The light receiving element for measurement is constituted by a pyroelectric element, and the light receiving element for reference is constituted by a photodiode.
Content measuring device according to 4.
【請求項5】 処理槽内に、生ごみと生ごみ処理材の混
合物を収容し、該混合物の含水率を調整して、生ごみを
分解処理する生ごみ処理装置において、処理槽内の混合
物を測定対象物としてその含水率を検出する含水率検出
装置と、検出された含水率に基づいて、含水率を調整す
る含水率調整装置とを具え、含水率検出装置は、 水に対する透過率が大きな第1の波長域及び水に対する
透過率が小さな第2の波長域を含む光を前記混合物に照
射する白熱光源と、 前記第1の波長域に感度を有し、処理槽内の混合物から
の反射光を受けて、受光量若しくはその変化に応じた出
力を発する参照用受光素子と、 前記第2の波長域に感度を有し、測定対象物からの反射
光を受けて、受光量の変化に応じた出力を発する測定用
受光素子と、 白熱光源に電圧を印加すると共に、前記両受光素子の出
力信号に基づいて、測定対象物の含水率を算出する制御
回路とを具え、前記制御回路は、 白熱光源に対する印加電圧を複数の電圧値に変化させる
印加電圧制御手段と、 各印加電圧にて得られる測定用受光素子による光検知量
と、前記波長域を複数の波長区間に分割したときの各波
長区間における白熱光源の発光強度と、各波長区間にお
ける測定用受光素子の感度とに基づいて、各波長区間に
おける測定対象物の光反射率を算出する第1演算手段
と、 算出された光反射率の分布に基づいて、測定対象物に含
まれる特定物質の含有率を算出する第2演算手段 参照用受光素子の出力信号値に基づいて導出される光反
射率と、前記第1演算手段によって算出された光反射率
中の特徴的な波長区間における光反射率との比に基づい
て、測定対象物の含水率を算出する第2演算手段とを具
えていることを特徴とする生ごみ処理装置。
5. A garbage processing apparatus for storing a mixture of garbage and a garbage processing material in a processing tank, adjusting the water content of the mixture, and decomposing the garbage, wherein the mixture in the processing tank is provided. A water content detection device that detects the water content as a measurement target, and a water content adjustment device that adjusts the water content based on the detected water content, wherein the water content detection device has a water transmittance. An incandescent light source that irradiates the mixture with light including a large first wavelength band and a second wavelength band having a small transmittance to water, and having sensitivity to the first wavelength band, A reference light-receiving element that receives reflected light and emits an output according to the amount of received light or a change in the amount of received light; and a light-receiving element that has sensitivity in the second wavelength range and receives reflected light from the measurement target to change the amount of received light. To the measuring light-receiving element that emits an output according to the And a control circuit for calculating the water content of the object to be measured based on the output signals of the two light receiving elements, wherein the control circuit changes the applied voltage to the incandescent light source to a plurality of voltage values. Voltage control means, the amount of light detected by the measuring light-receiving element obtained at each applied voltage, the emission intensity of the incandescent light source in each wavelength section when the wavelength range is divided into a plurality of wavelength sections, and the First calculating means for calculating the light reflectance of the measurement object in each wavelength section based on the sensitivity of the light receiving element for measurement; and specifying the light reflectance of the measurement object based on the distribution of the calculated light reflectance. The second calculating means for calculating the content of the substance, the light reflectance derived based on the output signal value of the reference light receiving element, and a characteristic wavelength section in the light reflectance calculated by the first calculating means. light On the basis of the ratio of the Iritsu, the measurement object garbage disposal apparatus characterized in that it comprises a second calculating means for calculating the moisture content of.
【請求項6】 処理槽内に、生ごみと生ごみ処理材の混
合物を収容し、該混合物の含水率を調整して、生ごみを
分解処理する生ごみ処理装置において、処理槽内の混合
物を測定対象物としてその含水率を検出する含水率検出
装置と、検出された含水率に基づいて、含水率を調整す
る含水率調整装置とを具え、含水率検出装置は、 水に対する透過率が大きな第1の波長域及び水に対する
透過率が小さな第2の波長域を含む光を前記混合物に照
射する白熱光源と、 前記第1の波長域に感度を有し、処理槽内の混合物から
の反射光を受けて、受光量若しくはその変化に応じた出
力を発する参照用受光素子と、 前記第2の波長域に感度を有し、測定対象物からの反射
光を受けて、受光量の変化に応じた出力を発する測定用
受光素子と、 白熱光源に電圧を印加すると共に、前記両受光素子の出
力信号に基づいて、測定対象物の含水率を算出する制御
回路とを具え、前記制御回路は、 白熱光源に対する印加電圧を複数(m)の電圧値Ei(i
=1〜m)に変化させる印加電圧制御手段と、 各印加電圧Ei(i=1〜m)で白熱光源を駆動したとき
の測定用受光素子による光検知量Vi(i=1〜m)を、
前記波長域を複数(n)の波長区間に分割したときの各波
長区間における白熱光源の発光強度Li,j(i=1〜
m、j=1〜n)と、各波長区間における測定対象物の
光反射率Rj(j=1〜n)と、各波長区間における測定
用受光素子の感度Sj(j=1〜n)との積Li,j・R
j・Sjの全波長域に亘る総和ΣLi,j・Rj・Sj
で表わして、これによって得られるm個のn元連立方程
式を解くことにより、各波長区間における測定対象物の
光反射率Rj(j=1〜n)を算出する第1演算手段と、 参照用受光素子の出力信号値に基づいて導出される光反
射率Rrefと、前記第1演算手段によって算出された光
反射率Rj(j=1〜n)中の特徴的な波長区間における
光反射率Rmesとの比に基づいて、測定対象物の含水率
を算出する第2演算手段とを具えていることを特徴とす
る生ごみ処理装置。
6. A garbage processing apparatus for storing a mixture of garbage and a garbage processing material in a processing tank, adjusting the water content of the mixture, and decomposing the garbage, wherein the mixture in the processing tank is provided. A water content detection device that detects the water content as a measurement target, and a water content adjustment device that adjusts the water content based on the detected water content, wherein the water content detection device has a water transmittance. An incandescent light source that irradiates the mixture with light including a large first wavelength band and a second wavelength band having a small transmittance to water, and having sensitivity to the first wavelength band, A reference light-receiving element that receives reflected light and emits an output according to the amount of received light or a change in the amount of received light; and a light-receiving element that has sensitivity in the second wavelength range and receives reflected light from the measurement target to change the amount of received light. To the measuring light-receiving element that emits an output according to the And a control circuit for calculating the moisture content of the object to be measured based on the output signals of the two light receiving elements, wherein the control circuit sets the applied voltage to the incandescent light source to a plurality of (m) voltage values Ei. (i
= 1 to m), and the light detection amount Vi (i = 1 to m) by the measuring light receiving element when the incandescent light source is driven with each applied voltage Ei (i = 1 to m). ,
When the wavelength range is divided into a plurality of (n) wavelength sections, the emission intensity Li, j (i = 1 to 1) of the incandescent light source in each wavelength section
m, j = 1 to n), the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the measurement object in each wavelength section, and the sensitivity Sj (j = 1 to n) of the measuring light receiving element in each wavelength section. The product of Li, j · R
Total sum over all wavelength ranges of j · SjΣLi, j · Rj · Sj
And first computing means for calculating the light reflectance Rj (j = 1 to n) of the object to be measured in each wavelength section by solving the m n-ary simultaneous equations obtained thereby, The light reflectance Rref derived based on the output signal value of the light receiving element, and the light reflectance Rmes in a characteristic wavelength section in the light reflectance Rj (j = 1 to n) calculated by the first arithmetic unit And a second calculating means for calculating the water content of the object to be measured based on the ratio.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018141641A (en) * 2017-02-27 2018-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Optical component sensor

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